使用装饰器和闭包

下面的装饰器可用于创建静态函数变量。它将声明的函数替换为函数本身的返回值。这意味着被修饰的函数必须返回一个函数。

def static_inner_self(func):
    return func()

然后在返回另一个带有捕获变量的函数的函数上使用decorator:

@static_inner_self
def foo():
    counter = 0
    def foo():
        nonlocal counter
        counter += 1
        print(f"counter is {counter}")
    return foo

nonlocal是必需的，否则Python认为计数器变量是一个局部变量而不是一个捕获变量。Python之所以如此，是因为变量赋值counter += 1。函数中的任何赋值都会使Python认为该变量是局部变量。

如果你没有在内部函数中为变量赋值，那么你可以忽略非局部语句，例如，在这个函数中，我用来缩进字符串的行，在这个函数中，Python可以推断出变量是非局部的:

@static_inner_self
def indent_lines():
    import re
    re_start_line = re.compile(r'^', flags=re.MULTILINE)
    def indent_lines(text, indent=2):
        return re_start_line.sub(" "*indent, text)
    return indent_lines

附注:有一个被删除的答案提出了同样的问题。我不知道作者为什么删掉它。 https://stackoverflow.com/a/23366737/195417

使用函数的属性作为静态变量有一些潜在的缺点:

每次要访问变量时，都必须写出函数的全名。 外部代码可以很容易地访问该变量并打乱值。

第二个问题的惯用python可能会用前导下划线来命名变量，以表明它不应该被访问，同时在事后保持它的可访问性。

使用闭包

另一种选择是使用词法闭包的模式，python 3中的nonlocal关键字支持这种模式。

def make_counter():
    i = 0
    def counter():
        nonlocal i
        i = i + 1
        return i
    return counter
counter = make_counter()

遗憾的是，我不知道如何将这个解决方案封装到装饰器中。

使用内部状态参数

另一种选择可能是使用未记录的参数作为可变值容器。

def counter(*, _i=[0]):
    _i[0] += 1
    return _i[0]

这是可行的，因为默认参数是在定义函数时计算的，而不是在调用函数时计算的。

更清洁的方法可能是使用容器类型而不是列表，例如:

def counter(*, _i = Mutable(0)):
    _i.value += 1
    return _i.value

但我不知道内置类型，清楚地传达的目的。

_counter = 0
def foo():
   global _counter
   _counter += 1
   print 'counter is', _counter

Python习惯上使用下划线来表示私有变量。在C语言中，在函数内部声明静态变量的唯一原因是将它隐藏在函数之外，这并不是真正的Python惯用方法。

我个人更喜欢下面的装饰。各有各的。

def staticize(name, factory):
    """Makes a pseudo-static variable in calling function.

    If name `name` exists in calling function, return it. 
    Otherwise, saves return value of `factory()` in 
    name `name` of calling function and return it.

    :param name: name to use to store static object 
    in calling function
    :type name: String
    :param factory: used to initialize name `name` 
    in calling function
    :type factory: function
    :rtype: `type(factory())`

    >>> def steveholt(z):
    ...     a = staticize('a', list)
    ...     a.append(z)
    >>> steveholt.a
    Traceback (most recent call last):
    ...
    AttributeError: 'function' object has no attribute 'a'
    >>> steveholt(1)
    >>> steveholt.a
    [1]
    >>> steveholt('a')
    >>> steveholt.a
    [1, 'a']
    >>> steveholt.a = []
    >>> steveholt.a
    []
    >>> steveholt('zzz')
    >>> steveholt.a
    ['zzz']

    """
    from inspect import stack
    # get scope enclosing calling function
    calling_fn_scope = stack()[2][0]
    # get calling function
    calling_fn_name = stack()[1][3]
    calling_fn = calling_fn_scope.f_locals[calling_fn_name]
    if not hasattr(calling_fn, name):
        setattr(calling_fn, name, factory())
    return getattr(calling_fn, name)

鉴于这个问题，我可以提出另一个可能更好用的替代方案，对方法和函数看起来都是一样的:

@static_var2('seed',0)
def funccounter(statics, add=1):
    statics.seed += add
    return statics.seed

print funccounter()       #1
print funccounter(add=2)  #3
print funccounter()       #4

class ACircle(object):
    @static_var2('seed',0)
    def counter(statics, self, add=1):
        statics.seed += add
        return statics.seed

c = ACircle()
print c.counter()      #1
print c.counter(add=2) #3
print c.counter()      #4
d = ACircle()
print d.counter()      #5
print d.counter(add=2) #7
print d.counter()      #8    

如果你喜欢这种用法，下面是它的实现:

class StaticMan(object):
    def __init__(self):
        self.__dict__['_d'] = {}

    def __getattr__(self, name):
        return self.__dict__['_d'][name]
    def __getitem__(self, name):
        return self.__dict__['_d'][name]
    def __setattr__(self, name, val):
        self.__dict__['_d'][name] = val
    def __setitem__(self, name, val):
        self.__dict__['_d'][name] = val

def static_var2(name, val):
    def decorator(original):
        if not hasattr(original, ':staticman'):    
            def wrapped(*args, **kwargs):
                return original(getattr(wrapped, ':staticman'), *args, **kwargs)
            setattr(wrapped, ':staticman', StaticMan())
            f = wrapped
        else:
            f = original #already wrapped

        getattr(f, ':staticman')[name] = val
        return f
    return decorator

其他答案已经演示了您应该如何做到这一点。这里有一种方法你不应该:

>>> def foo(counter=[0]):
...   counter[0] += 1
...   print("Counter is %i." % counter[0]);
... 
>>> foo()
Counter is 1.
>>> foo()
Counter is 2.
>>> 

默认值仅在函数第一次求值时初始化，而不是每次执行时初始化，因此可以使用列表或任何其他可变对象来存储静态值。